新一代“人造太阳”预计2045年左右进入示范阶段——访全国政协委员、中核集团核聚变领域首席专家段旭如

在科幻作品中，核聚变一直是经久不衰的话题。回到现实，被誉为“人造太阳”的可控核聚变，作为面向国家重大需求的前沿颠覆性技术，是能够最终解决人类能源问题的重要途径之一。截至目前，我国新一代人造太阳“中国环流三号”（HL-3）研究进展情况如何？何时才能使用“聚变能”？就上述问题，在今年全国两会期间，记者专访了全国政协委员、中核集团核聚变领域首席专家段旭如。

中能传媒：目前中国环流三号进展情况如何？未来何时可以投入使用？

段旭如：截至2025年2月，中国环流三号在可控核聚变领域取得了多项突破性进展。

在核心技术上，2024年5月，中国环流三号在150万安培等离子体电流下实现高约束模式运行，提升了等离子体综合参数和能量约束性能，这一模式被国际热核聚变实验堆（ITER）选为标准运行模式，其参数提升数倍于普通模式，为未来聚变堆经济性筑牢了根基；2024年6月，首次实现新型先进磁场结构，增强了装置控制能力，为长时间稳定运行提供了关键技术支撑。且中国环流三号目前仅释放了40%设计能力，未来潜力巨大。在技术难题攻克上，突破了高功率加热系统耦合等难题，积累了大量关键工程经验。在国际合作方面，中国环流三号作为国际热核聚变实验堆（ITER）“卫星装置”全球开放，吸引了17家国际科研机构参与，提升了我国在聚变技术领域的国际话语权。

当前，中国环流三号仍处于实验研究阶段，旨在验证聚变堆物理与工程可行性，目标是验证聚变堆物理与工程可行性，预计核聚变应用将在2045年左右进入示范阶段，有望在2050年前后实现商业化发电。后续还需突破稳态运行、材料与工程、经济性等瓶颈。尽管挑战重重，但中国环流三号的技术突破为可控核聚变能源开发奠定了坚实基础，中核集团也将持续发力，推动我国能源事业迈向新高度。

中能传媒：据了解，中核集团牵头参与承担了ITER的相关项目，请您介绍一下目前该项目的最新进展以及我们在该项目中具体承担了哪些工作？

段旭如：国际热核聚变实验堆项目，承载着人类对未来清洁能源的无限期待。自2006年成为ITER项目参与方以来，中核集团深度融入其中，凭借卓越的技术实力和不懈的努力，为项目推进贡献着不可或缺的“中国智慧”和“中国力量”。

ITER项目复杂程度极高，技术难度远超已广泛应用的裂变反应堆。中核集团承担了近10%的采购包研制任务，涵盖磁体支撑系统、堆芯“第一壁”等关键部件。在项目组装阶段，中核集团通过中法联合体深度参与托卡马克核心装置安装，每一步都面临着前所未有的挑战。

2019年，中国核电工程有限公司牵头组成中法联合体，与ITER组织签署托卡马克主机安装一号合同（TAC1），这是中国核能单位首次以施工总承包形式参与国际大科学工程，标志着中国聚变技术正式走向海外。此后，项目稳步推进，2021年ITER主机第一阶段安装完成，2022年中核集团承担的“ITER增强热负荷第一壁”首件制造完成并于2024年通过验收，核心指标优于设计要求，实现了关键技术的持续领跑。2023年，全球最大“人造太阳”项目磁体支撑产品交付，为项目重要节点奠定基础。2024年11月20日，国际热核聚变实验堆托卡马克装置环向场磁体线圈TF08成功吊装至真空室模块1号预组装工具，至此，真空室预组装（SMSA）项目三大重要部件（真空室模块、环向场磁体线圈、真空室冷屏）全部就位，为下一步组装工作打下坚实基础。

在科研合作方面，中核集团旗下西物院积极发挥作用。2021年签署ITER实验包层项目合同，攻克多项技术难关，验证了我国实验包层方案的可行性。2023年签署气体注入系统阀门箱与控制系统集成合同，这是我国承担的ITER燃料循环系统关键研发任务。2024年，西物院牵头的联合体中标ITER偏滤器组装集成与屏蔽模块现场验收合同，为我国未来聚变堆建设积累宝贵经验。

中核集团还在标准制定领域发力。2023年编制发布首项核聚变领域国际标准，提升了中国在该领域的影响力和话语权。凭借在项目中的出色表现，2024年中核集团牵头的中法联合体成功中标托卡马克真空室组装合同及真空室坑内组装合同，至此中方团队承担了ITER项目所有核心安装工作，成为国际“人造太阳”主机安装的唯一承包方。

目前，中核集团牵头的中法联合体稳步推进项目。TAC1合同P1阶段施工进度超过80%，托卡马克基坑内、磁体馈线等部分的安装工作都在按计划进行。SMSA合同下，已有三个真空室模块正在组装，预计2025年5月完成第一个模块的组装。